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不銹鋼管低溫滲氮層硬度和耐磨性能分析
發布者:不銹鋼管廠(www.0000317.buzz) 發布時間:2020/7/25 閱讀:154

  硬度是材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力,對滲層的耐磨性尤其是耐磨粒磨損性能有著重要影響。滲氮層硬度的測試分為表面硬度和截面硬度。圖是滲氮層表面硬度隨溫度的變化曲線。可以看出滲氮后硬度明顯提高,隨著滲氮溫度的提高,滲層硬度也逐步提高。在380℃各不銹鋼管之間滲層硬度相差較大。SAF2205不銹鋼管和AISI 321不銹鋼管的硬度較高,是因為滲層中除了有S相,還有較多的析出物,形成彌散強化,尤其是SAF 2205鐵素體中析出物最多,硬度最高。由于低溫滲氮處理的溫度低,所以滲層薄,測出的硬度就會受到基體的影響,AISI 904L不銹鋼滲層較AISI 316L不銹鋼管薄,因此硬度也較低。隨著滲層厚度增加和析出物增多,AISI 904L不銹鋼管硬度迅速上升。可以看出硬度的升高分為兩個階段,380℃之前硬度升高較快,380℃之后較慢。是因為380℃之前是固溶強化占主導,N原子進入晶格內,形成過飽和間隙固溶體即“S相”,導致晶格嚴重畸變,相鄰晶格相互擠壓形成壓應力,宏觀表現為硬度迅速升高。380℃之后是彌散強化占主導,隨著溫度升高碳與氮原子形成彌散的化合物,起到彌散強化的作用,溫度升高析出物增多,硬度也繼續提高。

 

  圖是AISI 316L不銹鋼管的滲氮層截面硬度隨滲層深度變化曲線。可以看出隨著滲氮溫度提高,硬化層厚度和硬度都有所增加,硬化層厚度從9μm增加到70μm,且截面硬度出現一個平臺,與N濃度分布曲線相似,滲氮層與基體界面處硬度迅速降低。

 

 為了研究溫度和合金成分對滲氮層耐磨性的影響,對AISI 316L、AISI 321、AISI 904L和SAF 2205不銹鋼管的未滲氮和滲氮試樣進行了載荷為10N的干摩擦磨損試驗。對耐蝕性最好的AISI 904L不銹鋼管還進行了載荷為20N的干摩擦磨損試驗。由于質量磨損量太小,采用磨痕寬度來表示耐磨性。

 
 

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